Moteurs moléculaires : dynéines
Structure (1) : Épaule et bras

• vers leur extrémité négative (-), i.e. on parle de transport rétrograde ou centripète,

• 

  en utilisant l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP.

Les kinésines, autres protéines motrices, se déplacent dans l'autre sens, i.e. on parle de transport antérograde ou centrifuge.

Structure des dynéines

La dynéine est un des plus grands complexes protéiques de la cellule, i.e. 1,4 MDalton. Son domaine moteur, l'un des plus gros polypeptides du génome, i.e. 8 fois celui de la kinésine, est difficile à étudier, d'où les nombreuses zones d'ombre actuelles.

La dynéine 1 cytoplasmique est un complexe protéique qui comprend plusieurs sous-unités.

1. Les chaînes lourdes (HC ou Heavy Chain, ≈ 520kD sont formées par :

• les domaines moteurs, deux tiers C-terminaux,
• la queue, tiers N-terminal.

2. Le reste de la dynéine cytoplasmique, aussi appelée queue, est formée par plusieurs sous-unités (Cryo-EM Reveals How Human Cytoplasmic Dynein Is Auto-inhibited and Activated 2017).

• Deux chaînes intermédiaires (IC ou Intermediate Chain, ≈ 70-140 kD) sont liées aux HC.
• Trois chaînes légères (LC ou Light Chains, ≈ 10-30 kD), i.e. Tctex1/rp3 (DYNLT), LC8 (DYNLL) et LC7/ roadblock (DYNLRB), sont ancrées aux IC sur des sites différents.
• Deux chaînes intermédiaires légères (LIC ou Light Intermediate Chains, ≈ 70-140 kD) sont ancrées sur les HC indépendemment des autres.
• Les deux extrémités N-terminales des chaîns lourdes (HC) y sont intégrées.

Remarque : dans vetopsy.fr, la queue de la dynéine est pris dans le sens large, i.e. CC, LC, LIC et le tiers N-terminal de HC. Nous préciserons quand il s'agit uniquement de la queue de HC. Vous voyez sur les figures au-dessus et en-dessous l'usage des deux sens.

3. Les chaînes lourdes et intermédiaires sont spécifiques à certains complexes de dynéine.

Les chaînes légères peuvent être des composants à la fois des dynéines cytoplasmiques et axonémiques et, dans certains cas, des complexes sans la dynéine.

Les chaînes intermédiaires légères ne sont présentes que dans la classe des dynéines cytoplasmiques.

Chaînes de la queue
de la dynéine

Les IC, LC et LIC sont chacune codées par deux gènes chez les vertébrés et les IC et LIC peuvent être épissées et présentent dans différents phosphoisoformes (Genetic Analysis of the Cytoplasmic Dynein Subunit Families 2006 et Dyneins Across Eukaryotes: A ComparativeGenomic Analysis 2007).

• des dynéines cytoplasmiques, dynéine 1 et dynéine 2,
• des dynéines axonémiques, bras externe (ODA) et bras interne (IDA) et IDA monomériques.

Chaînes intermédiaires (IC)

1. Les chaînes intermédiaires (IC) comprennent plusieurs isoformes :

• DYNC1l1 et DYNC1l2 dans les dynéines cytoplasmiques,
• DNAl1 à DNAl4 dans les dynéines axonémiques.

2. Les IC sont liées :

• à la queue des chaînes lourdes par leur répétition WD40 C-terminales (Structural organization of the dynein-dynactin complex bound to microtubules 2015),

• 

  aux chaînes légères de dynéine, Tctex LC8 et LC7, qui maintiennent ensemble les régions N-terminales des IC (The Crystal Structure of Dynein Intermediate Chain-Light Chain Roadblock Complex Gives New Insights into Dynein Assembly 2010).

Elles se lient directement à la sous-unité p150glued de la dynactine dans les complexes DDA.

Chaînes légères (LC)

1. Les chaînes légères (LC) peuvent être divisées en trois familles :

• la famille Tctex (t-complex associated) avec les DYNLT1 à 5, DYNLT4 et 5 ne sont pas bien attribuées,
• la famille LC8 avec DYNLL1/2 et DNAL1/4
• la famille LC7/roadblock, appelées aussi Robl avec DYNLRB1 et DYNLRB2

Les chaînes légères (LC) des dynéines cytoplasmiques comprennent  :

• DYNLT1, DYNLT3 et DYNLT2B,
• DYNLL1 et DYNLL2
• DYNLRB1 et DYNLRB2.

Les chaînes légères (LC) des dynéines axonémiques comprennent  :

• DYNLT1, DYNLT2 et DYNLT2B,
• DNAL1 et DNAL4,
• DYNLRB1 et DYNLRB2.

2. Plusieurs chaînes légères des dynéines se retrouvent dans des complexes multimériques sans rapport avec les dynéines et semblent agir comme des moteurs ou des hubs de dimérisation généraux (Structural analysis of dynein intermediate and light chains 2018 pour une revue).

Chaînes légères intermédiaires (LIC)

1. Les chaînes légères intermédiaires (LIC) comprennent :

• 3 isoformes (DYNC1LI1, DYNC1LI2 et DYNC2LI1) dans les dynéines cytoplasmiques,
• 1 seul isoforme (DNALI1) dans les dynéines axonémiques.

2. Les LIC interagissent avec :

• les adaptateurs du complexe dynéine/dynactine ( sites de liaisons des adaptateurs),
• la queue des domaines moteurs de la dynéine-A2 lors de la formation de complexes D₂DA par leur domaine Ras-like (A Ras-like domain in the light intermediate chain bridges the dynein motor to a cargo-binding region 2014 et liaison des dynéines dans les complexes D₂DA).

3. Tandis que les chaînes intermédiaires (IC et LIC) ne se trouvent que dans le complexe de la dynéine, les LC possèdent une grande variété de partenaires, compliquant l'étude de leur fonction.

Chaînes lourdes (HC) de la dynéine